매독균

매독균(국문) 梅毒菌(한문) Syphilis Bacteria; Treponema pallidum(영문)

매독균으로 알려진 Treponema pallidum은 나선형 그람 음성균으로, 매독 (syphilis), 베젤 (bejel) 및 딸기종 (yaws)를 유발하는 아종들이 포함되어 있는 스피로헤타(Spirochaetes)에 속한다. 산소와 온도에 매우 민감하며, 대사 능력이 다른 세균에 비해 현저하게 낮다. 특히 TCA회로와 전자전달계가 없는 절대기생세균이다. T. pallidum의 여러 아종(subspecies) 중에서 Treponema pallidum subsp. pallidum이 가장 대표적인 매독 감염종으로 독성을 가지며, Noguchi 박사에 의해 1912년 처음 분리되었다.¹⁾

목차

Higher order taxa 고등 분류군

세균역(domain Bacteria) > 스피로헤타 문(Phylum Spirochaetes) > Spirochaetes 강 > Spirochaetales 목 > Spirochaetaceae 과 > Treponema 속

그림 1. 매독균 Treponema pallidum 의 나선형 세포 모양. (출처: )

그림 2. 매독균 Treponema pallidum. (출처: GettyImages-583679208)

일반적으로 매독균과 같이 절대 기생을 하는 세균들은 숙주세포로부터 대부분의 물질들을 얻어서 사용하기 때문에 대장균이나 고초균과 같이 독립생활을 하는 세균에 비해 유전체의 크기가 작다. 1998 년 7월에 T. pallidum의 전장유전체 구조와 염기서열이 밝혀졌는데, 길이가 1,138,006 bp인 원형 염색체 하나를 게놈으로 가진다. 해당작용에 필요한 효소들은 존재하지만 TCA회로나 호흡에 필요한 유전자는 전혀 없다. 생장에 필요한 비타민들도 모두 숙주로부터 얻어서 사용한다. 유전체 상에 1,041개의 단백질을 발현하는 1,090개의 유전자를 코딩하고 있고, 염기서열 중 개방형 해독특(Open reading frame)의 비율은 92.9%이다. 그 중 55%의 유전자가 실험적으로 확인되었고, 17%는 다른 생물 유전체와의 염기서열 유사성을 기반으로 추정하여 동정되었다. ²⁾

매독균인 T. pallidum은 절대 기생세균이기 때문에 생존을 위해 포유류 숙주를 반드시 필요로 한다. 작은 게놈으로부터 짐작할 수 있듯이, T. pallidum은 스스로 만들 수 있는 영양소가 거의 없고, 활성산소족이나 열과 같은 다양한 스트레스에 대한 대응 유전자가 거의 없기 때문에 숙주로부터 노출이 되면 쉽게 죽게되기 때문이다.¹⁾ T. pallidum는 배지에서 독립배양할 수 없기 때문에 배양을 위해 반드시 동물모델을 사용해야만 한다. 매독 연구를 위해서 생쥐와 원숭이도 사용될 수 있지만, 생쥐는 사람에서 보이는 1기 및 2기 매독 증상을 보이지 않는 반면 토끼는 사람과 비슷한 1~2기 매독 증상을 보이고, 원숭이와 달리 저렴하기 때문에 대부분의 연구에는 토끼를 사용한다. ³⁾   

매독은 기원은 고대로부터 있었다는 고대기원설과 콜롬부스가 신대륙으로부터 가져왔다는 신대륙 도래설이 있지만 현재는 신대륙으로부터 도래했다는 주장이 더 신빙성이 있는 것으로 받아들여지고 있다. 매독이 처음으로 역사에 기록된 것은 콜롬부스가 남아메리카 원정으로 부터 돌아온 직후인 1493년 스페인에서이다. 매독의 전염 사례가 처음 나타난 것은 1495년 나폴리를 침공한 프랑스 샤를 8세의 군대에서 였다고 알려져 있다. 그후 유럽의 여러나라와 중국 일본 등 아시아를 거쳐 우리나라에 들어온 시기는 1515년 경으로 추정되고 있다. 천연두인 smallpox와 구분하기 위해 매독을 Great pox라고 부르기도 하였는데, 천연두는 콜롬부스 원정대가 유럽으로부터 아메리카대륙으로 도입을 한 질병이며, 매독은 콜롬부스 원정대가 신대륙으로부터 가져온 질병으로 받아들여지고 있다.

매독은 성접촉에 의해 Treponema pallidum가 감염되어 전파된다. 감염된 모체의 자궁 내에서 태아로 전염되기도 하는데 이를 선천성 매독(congenital syphilis)이라고 한다. 매독은 주로 20대와 30대에 발병하며, 20세기 초에는 약 10%의 미국인들이 매독에 걸린 것으로 보고 되었으며, 1940년대에 페니실린의 도입으로 발병이 크게 줄었다. 매독은 매우 전염력이 강하고 위험한 성병으로, 매독의 징후와 증상은 네 단계로 나타난다. 제 1기에는 성기나 항문 주변에 피부 궤양과 염증이 발생하는 단계로 입술과 혀, 유방, 손가락 등에도 병변이 생긴다. 2기에는 혈액으로 전파되어 전신에 증세가 나타난다. 특히 손바닥과 발바닥에 발진이 나타나고 식욕감퇴, 두통, 관절통, 발열이 나타난다. 2기 매독 증세가 없어진 후부터 만기증세가 나타날 때까지의 잠복기 동안에는 임상증세 및 전염성이 없다. 그 후 3기에는 내부 장기나 중추 신경이 손상되는 단계로, 심장, 눈, 뇌, 신경기관, 뼈 그리도 관절 등에 손상이 나타난다. 매독(梅毒)라는 이름은 제1기에서의 피부 궤양이 매화꽃과 유사한 점에서 유래하였다. 역사에 기록된 매독 감염자들 중에는 모파상, 고흐, 슈만, 슈베르트, 베토벤, 보들레드, 링컨, 히틀러 등 많은 예술가와 정치가들이 알려져 있다.

매독은 현재 치료 가능하지만, 세계 보건 기구(WHO)의 보고에 따르면 매해 1200만 건의 새로운 매독 사례가 발생한다고 추정하고 있다.⁴⁾ 매독은 출생 전 검사가 어렵거나 항생제 치료가 용이하지 않은 개발 도상국에서 문제가 되고 있다. 최근 연구에 따르면, 탄자니아에서 발생한 사산의 50%는 선청선 매독 때문인 것으로 알려져 있다.⁵⁾ 매독의 또 다른 주요 합병증은 HIV 전염 가능성을 높이는 것이다.⁶⁾ 1998년 7월에 매독균의 게놈의 서열이 밝혀졌다. T. pallidum은 실험실에서 독립 배양이 되지 않아서 주로 토끼 등의 동물을 숙주로 사용하여 배양하고 연구한다. 순수배양이 안되는 까닭에 아직까지 많은 것들이 의문으로 남아있는데, 특히 이 세균의 독성 요소가 무엇인지 잘 알려져 있지 않다.²⁾

미생물, 박테리아, HIV, DNA, 염색체, 숙주

석영재/서울대학교

이하나/고려대학교

1. LaFond, R.E. and Lukehart, S.A. 2006. Biological Basis for Syphilis. Departments of Pathobiology, Medicine, University of Washington, Seattle, Washington. American Society for Microbiology
2. Fraser, C.M., Norris, S.J., Weinstock, G.M., White, O., Sutton, G.G., Dodson, R., Gwinn, M., Hickey, E.K., Clayton, R., Ketchum, K.A., et al. 1998. Complete genome sequence of Treponema pallidum, the syphilis spirochete. Science 281, 375-388.
3. Sell, S., Gamboa, D., Baker-Zander, S.A., Lukehart, S.A., and Miller, J.N. 1980. Host response to Treponema pallidum in intradermally-infected rabbits: evidence for persistence of infection at local and distant sites. J. Invest. Dermatol. 75, 470-475.
4. Gerbase, A.C., Rowley, J.T., Heymann, D.H., Berkley, S.F., and Piot, P. 1998. Global prevalence and incidence estimates of selected curable STDs. Sex. Transm. Infect. 74(Suppl. 1), S12-S16.
5. Watson-Jones, D., Changalucha, J., Gumodoka, B., Weiss, H., Rusizoka, M., Ndeki, L., Whitehouse, A., Balira, R., Todd, J., Ngeleja, D., et al. 2002. Syphilis in pregnancy in Tanzania. I . Impact of maternal syphilis on outcome of pregnancy. J. Infect. Dis. 186, 940-947.
6. Greenblatt, R.M., Lukehart, S.A., Plummer, F.A., Quinn, T.C., Critchlow, C.W., Ashley, R.L., D'Costa, L.J., Ndinya-Achola, J.O., Corey, L., Ronald, A.R., et al. 1988. Genital ulceration as a risk factor for human immunodeficiency virus infection. AIDS 2, 47-50.